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キハ90系は、日本国有鉄道（国鉄）が新系列強力型気動車の試作車として設計・製造した急行形気動車である。定期列車としての運行開始後は、動力車が全てキハ91形を称したことからキハ91系とも称された。 == 開発経緯 == 1950年代から国鉄気動車の標準型エンジンとして採用されていたDMH17系エンジンは、元々戦前にメーカー3社の競争試作を経て設計された副燃焼室式機関であった。このDMH17系エンジンは第二次世界大戦後に国鉄で標準型ディーゼルエンジンとして採用された後、これと液体式変速機を組み合わせることで総括制御による長大編成化を実現したキハ45000形（後のキハ17形）を基幹形式とする一連の液体式気動車シリーズが開発されていた段階で、液体式変速機の特性から勾配区間で低効率となり〔『鉄道ピクトリアル アーカイブスセレクション 13』 p.74〕、20パーミル以上の勾配線区で均衡速度が著しく低下することが判明していた〔『鉄道ピクトリアル』通巻211号 p.21〕。このため、御殿場線や関西本線といった連続急勾配区間を擁する路線で使用するには明らかに出力が不足であった。 後にキハ17系と総称されることになるこれらの気動車シリーズが開発されていた1950年代初頭の段階では、ようやくこのDMH17系エンジンの量産・実用化が軌道に乗ったばかりで、シリンダーヘッドの設計変更などにより10 PS 程度の出力向上策を講じる〔DMH17系機関は最初の量産機種であるDMH17A（キハ44000形用。定格回転数1,500 rpm、定格出力150 PS。渦流室式）からキハ10系用DMH17B（定格回転数1,500 rpm、定格出力160 PS。予燃焼室式）を経て気動車用の完成形となるDMH17C（定格回転数1,500 rpm、定格出力180 PS。予燃焼室式）まで改良の度に10 PS 程度ずつ定格出力の引き上げが行われてきた。〕〔『鉄道ピクトリアル』通巻637号 pp.10・13・22〕〔のが精一杯で、別種の気動車用新型大出力エンジンの開発を行える状況にはなかった。また液体式変速機そのものも、出力200 PS 程度までの機関に対応する振興造機TC-2および新潟コンバーター（新潟鐵工所 → 日立ニコトランスミッション）DF115の2機種がそれぞれスウェーデンとアメリカからの技術ライセンス導入によってようやく量産化に成功したばかりで、少なくともこの時点では床下に機関、放熱器、変速機、燃料タンクを収める必要のある20 m 級量産気動車用として、DMH17系エンジン+TC-2あるいはDF115液体式変速機、というコンポーネントの組み合わせ以外に有力な選択肢が存在しなかった〔『鉄道ピクトリアル アーカイブスセレクション 13』 p.47〕〔後にDMF31HSAとして完成する400 PS 級機関の試作が行われるのは1950年代後半に入ってからである。〕〔。 そこで、気動車導入を強く求めるこれらの線区の要望に応えるべく、国鉄工作局は不足する出力を確保するため、DMH17系エンジン+液体式変速機（加えて放熱器と燃料タンクも）を各車両に2セットずつ走行用として搭載する、というキハ17系の設計時に参考にされたアメリカ・バッド社製RDC（英語版）の機器構成を踏襲した策が採られた〔『鉄道ピクトリアル アーカイブスセレクション 13』 p.60〕。この案に沿った強力形ディーゼル動車として最初に完成したのは、キハ44600形（後にキハ50形へ改称。1954年製）2両であった。この試作要素を多分に含んだ2エンジン車は性能面で期待通りの成果が得られたものの、1エンジン車用のコンポーネントをそのまま二組配置したため、車体長22 m、台車心皿中心間隔15,700 mm と長大な車体となり、分岐器の通過に制約が生ずる結果となった〔『鉄道ピクトリアル アーカイブスセレクション 13』 p.15〕。このため、2エンジン搭載車の量産形式となったキハ44700形（後のキハ51形）ではプロペラシャフトと冷却系の設計見直しにより全長の短縮が図られ、台車心皿中心間隔が14,300 mm に縮小され〔〔、ここにようやく全国で普遍的に運用可能な2エンジン車が完成した。 かくして量産が開始された2エンジン搭載車は出力に余裕が生じたこともあって車体の大形化を可能とし、キハ44800形（後のキハ55形）を基幹形式とし、後にキハ55系と総称されることになる、従来よりも200 mm 拡幅して客車や電車並みの2,800 mm 幅とした大型車体を備える準急用気動車シリーズが実用化された。これにより、従来、接客設備の貧弱さから普通列車に充当するのが精一杯であった気動車の可用性が大幅に拡大されることとなった〔『鉄道ピクトリアル アーカイブスセレクション 14』 pp.47-48〕。 もっとも、こうして優等列車への進出を開始した国鉄気動車であったが、この2エンジン搭載車にも問題があった。エンジンと変速機を2組ずつ搭載するため保守コストや車両製作コストが大幅に増加し〔例えば、1961年度の国鉄と車両メーカーの契約価格で比較すると、1エンジン搭載のキハ28形が1両17,800,000円、2エンジン搭載でそれ以外はほぼキハ28形と同型のキハ58形が23,200,000円で、エンジン1基の追加で約30パーセントの価格上昇となる。〕〔『鉄道ピクトリアル アーカイブスセレクション 14』 p.135〕、しかも床下の艤装スペースがほぼ全てこれらの機関によって占有されるため、車体長を一般的な客車・電車よりも長くせねばならず、それを行ってさえ追加で新たなサービス機器を搭載するスペースが得られなくなったのである。これは、冷房などのサービス電源供給用に発電機の搭載を必要とする特急用気動車の開発に当たっては深刻な問題となった〔そのため、DMH17H系機関を搭載する特急形のキハ80系では、発電セットを搭載するキハ81形・キハ82形を走行用エンジン・変速機1セット搭載として走行性能の低下を甘受せねばならなかった。〕〔『鉄道ピクトリアル アーカイブスセレクション 14』 p.76〕。 こうした、DMH17系エンジンを採用し続けることで発生する諸問題について、気動車開発を行っていた国鉄工作局は早い段階で把握していた。それゆえ、DD13形ディーゼル機関車用として370 PS 級のDMF31S形エンジンが開発・実用化された1950年代後半以降、このエンジンを気動車に転用する構想が持たれた。元来、このDMF31S系エンジンは戦前に開発されていた電気式気動車のキハ43000形用に開発されていた横形機関（DMF31H形（240 PS / 1,300 rpm））にルーツを持つとされる〔『鉄道ピクトリアル アーカイブスセレクション 14』 p.11〕ため、その転用構想は一種の原点回帰とでも言えるものであった。1960年にDMF31Sを横形エンジン（水平シリンダー）に設計変更したDMF31HSA形エンジン(400 PS / 1,300 rpm)が完成し、これを搭載するキハ60系気動車が試作された〔『鉄道ピクトリアル アーカイブスセレクション 13』 pp.115-117〕。 エンジン以外にも2軸駆動、ディスクブレーキ、戸袋不要の外吊り扉など、様々な新機軸を盛り込んで開発されたこのキハ60系は、しかし成功を収めることが出来なかった。エンジンそのものがシリンダー横置きによる潤滑不良が原因でピストン焼きつきなどの不調を頻発させたのに加え、この開発においてエンジンと並ぶ最重要コンポーネントである新設計のDW1直結2段液体式変速機において、直結2段変速の切り替え時に発生する大きな衝動を解決出来なかったためである。直結2段液体式変速機は、その名が示すように従来の液体式変速機の直結段に2段切り替えの機械式変速機を組み合わせたものだが、ある程度のタイミングや回転数のずれを吸収可能な液体式変速段とは異なり、設計当時の技術では機械式変速機による直結段について各車の変速タイミングを同期させるのが難しく、切り替え時に各車の速度/牽引力の不一致から過大な衝動が発生した。このような事情から、合計3両が試作されたキハ60系とそのエンジン・変速機は継続開発が断念され、最終的に同系列は機関と変速機を標準品、つまりDMH17系エンジンとTC-2あるいはDF115液体式変速機へ交換し、キハ55系相当に改造されてしまった〔『プロトタイプの世界』p.103〕。 この間、開発が急がれていた特急形ディーゼルカーキハ80系は従来どおりDMH17系エンジンを横形に設計変更した上で2基搭載（サービス電源用の発電セットを搭載する先頭車は走行用機関を1基搭載）されることとなり、キハ60系の開発成果で活かされたのは二重床構造をはじめとする騒音・振動対策やディスクブレーキ付き空気ばね台車、それに横形シリンダー機関のオイル潤滑ノウハウなどに留まった〔『鉄道ピクトリアル アーカイブスセレクション 13』 p.91〕。 もっとも、国鉄工作局は大出力エンジン、およびこれに対応する変速機の研究を諦めた訳ではなかった。1965年（昭和40年）にはDMF31HSAの反省と教訓から新規設計された大出力エンジンの実現の目途が立ち、翌1966年（昭和41年）には2種類の新形エンジンを搭載する新系列気動車の競争試作が決定された。こうして開発されたのが本系列である。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア（Wikipedia）』 ■ウィキペディアで「国鉄キハ90系気動車」の詳細全文を読む スポンサード リンク
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